三氯氢硅产品概述

第一节 产品定义、性能及应用特点

1、定义

三氯氢硅又称硅氯仿。甲硅烷的三氯代物，化学式SiHCl3。为一种易流动的无色液体；熔点－126.5℃，沸点33℃，密度1.34克／厘米3；能溶于苯、氯仿和二硫化碳。是合成有机硅的重要中间体，同时也是制作多晶硅及单晶硅的主要原料。

2、性能

三氯氢硅在水中发生水解作用，生成聚合的HSiO1.5，其结构像聚硅氧烯（H2SiO）n。三氯氢硅与乙醇反应生成硅酸的酯类和氯化氢：

SiHCl3+3C2H5OH─→SiH（OC2H5）3+3HCl

在有机过氧化物催化下，能与α烯烃起加成反应，例如：
 

三氯氢硅与丙烯腈作用，发生两种加成反应：
 

三氯氢硅在金属钠的作用下，会还原成一种聚合的不饱和氢化硅：

xSiHCl3+3xNa─→（SiH）x+3xNaCl

硅氯仿和四氟化锡在封闭管中加热，可得到硅氟仿：

4SiHCl3+3SnF4─→4SiHF3+3SnCl4

三氯氢硅可由氯化氢在350℃时与单质硅反应来制备：

Si+3HCl─→SiHCl3+H2

三氯氢硅易被精镏提纯，是生产纯硅的中间原料。

3、应用：

三氯氢硅不仅是制造硅烷偶联剂和其它有机硅产品的重要中间体，还是制造多晶硅的主要原料。硅烷偶联剂是一种重要的、高科技含量、高附加值的有机硅复合材料，通过硅烷偶联剂可使非交联树脂实现交联固化或改性，因此在玻璃纤维、铸造、轮胎橡胶等行业得到了日益广泛的应用。生产三氯氢硅的主要副产品四氯化硅也是制造有机硅的主要原料，它的制成品有硅酸酯、有机硅油、高温绝缘漆、有机硅树脂、硅橡胶和耐热垫衬材料等。高纯的四氯化硅还是制造高纯二氧化硅、无机硅化合物、石英纤维以及光导纤维的重要原料。

第二节 发展历程

1964年5月，上海有色金属研究所用固定床氯化炉，铜粉作催化剂，氯化氢和硅粉直接合成三氯氢硅。粗三氯氢硅含量在60%以上，经分馏提纯除去高、低沸点物后，三氯氢硅含量达90%，为降低硅多晶中关键杂质硼的含量，曹国琛等根据三氯氢硅化学特性，在精馏提纯前加入0.05%络合剂，经石英填料塔提纯、氢气还原的硅多晶，区熔提纯，硼检、基硼含量为0.05～0.1PPb，属国内领先，赶上德意志联邦共和国西门子公司产品的水平（该公司宣布基硼含量为0.16PPb）。1965年，该所设计制造硅芯炉，用硅基座法拉制直径6～8毫米、长1000毫米以上的硅芯，供还原用，减少沾污，提高了硅多晶的质量。该设备和拉制方法在全市推广。

1965年底，上海金属加工厂经技术改造，改为硅芯作发热体，还原炉实现自动控制，三氯氢硅氢气还原沉积速度加快到55～60克/小时。

1969年2月，上海有色金属研究所的硅材料研制、生产迁往厂址在安徽休宁县的群星材料厂。1972年建成为硅多晶配套的三氯氢硅合成车间。1973年硅多晶车间技术改造。由李广普、诸祥康设计的三极式浮板塔、三氯氢硅回流量电动调节装置同时使用，从根本上解决穿流式筛板塔上液层不稳定，精馏效率不高的问题。实现操作方便性能稳定可靠，每小时处理量达240升，是原设备的3倍，达到处理量大，产品质量提高。1982年在黄山召开的全国硅材料会议上，与会专家一致认为是提纯三氯氢硅的理想设备。硅多晶年生产能力达4000公斤。后因原辅料均从上海运入，成本过高，于1982年1月停产，累计生产22.2吨。

1969年10月，上海冶炼厂以三氯氢硅氢还原钼丝作发热体开始生产硅多晶。1974年技术改造，采用2组精馏塔，每组2塔串联，不锈钢外套，内衬聚四氟乙烯，塔釜用温水加热，采用自动仪表控制、记录，以硅芯代替钼丝，还原炉电极以银质代替不锈钢等。硅多晶生产规模扩大，质量提高，N型电阻率提高到300～500欧姆·厘米，P型电阻率3000～5000欧姆·厘米之间。1976年在郑州召开的全国硅材料会议上得到冶金工业部有色司表扬，并向全国同行推荐。